Сварка алюминия горелкой и прутком

Обновлено: 21.09.2024

Основная сложность сварки алюминия заключается именно в уникальных свойствах этого материала. Необходимо помнить о том, что алюминий не изменяет цвет при нагревании, а значит, и оценить качество сварочного шва по итоговому цвету невозможно. Диапазон плавления гораздо шире, чем у других металлов, и его высокая теплопроводность вследствие длительного влияния высоких температур провоцирует появление дефектов различной степени. Алюминий является немагнитным материалом.

Отличительные характеристики алюминия в процессе сварки

Свойства алюминия в процессе сварки:

Поверхность этого металла всегда покрыта оксидной плёнкой, ее температура плавления около 2 000 о С, алюминий плавится при 660 о С.
Сварочный шов после сварки сразу покрывается оксидной пленкой.
Растворённый водород в составе данного металла всегда стремится выйти наружу, что провоцирует образование кристаллизованных трещин и пор.
Высокая теплопроводность требует применения значительных величин тока.
Текучесть алюминия в расплавленном состоянии усложняет формирование сварочной ванны.

Немаловажная деталь – сварка алюминия часто затруднена тем, что в домашних условиях проблематично определить марку сплава металла. Зная точную информацию о сплаве, можно максимально точно определить режим соединения и способ его выполнения.

Подготовка алюминиевых деталей под сварку

Из-за специфических свойств алюминия его подготовка перед сваркой имеет краеугольное значение на итоговый результат.

Особо тщательно следует уделить внимание месту (кромкам изделия) для планируемого сварочного шва. Преимущественно очистка выполняется для того, чтобы избавиться от оксидной плёнки.

Очищение и обезжиривание материала от налета любого происхождения. Выполняется это ацетоном, растворителем или реже авиационным бензином.
Разделка кромок необходима, если их толщина превышает 4 мм, при использовании стандартных электродов.
Удаление оксидной плёнки. Инструмент подбирается, согласно толщине алюминиевой детали. Обычно применяют напильник, фрезу или щётку по металлу.

Доступные способы сварки алюминия в домашних условиях

Сварщик для сваривания алюминия может использовать разное оборудование и материалы, но в домашних условиях он достаточно ограничен, поэтому мы рассматриваем наиболее распространенные и доступные способы:

сварка газовой горелкой;
сварочный аппарат инверторного типа (MMA, MIG, TIG);
полуавтоматом (MIG).

Сварка алюминия с использованием газовой горелки

Оптимальным средством для проведения сваривания является газовая горелка. Выбирая этот метод, следует подготовить необходимые инструменты:

присадочная проволока из алюминия (благодаря которой можно получить качественный шов);
газовая горелка;
сварочный флюс (для блокировки появления оксидной плёнки).

Популярные виды флюсов для зачистки алюминия:

Калий-содержащие в виде порошка Probat Fluss 2126 (для алюминиевых сплавов).
Натрий-содержащие Probat Fluss Al 224 (порошок) и Arsal 2125 (в гранулах) для алюминиево-кремниевых сплавов.
Алюминиево-марганцевые сплавы можно очистить флюсом AH-A1 или AH-A.

Берется подготовленный материал для сварки, только обязательно после тщательной зачистки кромок. Далее его необходимо обработать флюсом. После этого на горелке выставляется необходимый режим пламени, подходящий для прогрева кромок и плавления присадочного материала. В процессе работы присадочный материал подается в зону сварки, который уже под воздействием огня плавится и смешивается с основным металлом детали.

Сварочный аппарат инверторного типа (ММА)

Инверторная сварочная техника способна подстраиваться под любой необходимый режим сваривания. Ключевым критерием для выбора нужного электрода будет вид конкретного соединяемого материала. Инверторы в основной своей массе выдают постоянный ток. Таким образом, все плавящиеся электроды, которые можно применить для дуговой сварки, используются и для инвертора.

относительно меньшее потребление электричества по сравнению с другими типами сварочных аппаратов;
защита от перепадов напряжения;
малогабаритность аппаратуры;
возможность использования электродов любого типа.

Распространенные виды электродов для алюминиевых металлов и сплавов:

ОЗА-1 – для алюминия без добавок, а ОЗА-2 можно сваривать алюминиево-кремниевые сплавы.
ОЗАНА-1 – используются для сварки из чистого алюминия, а ОЗАНА-2 – для алюминиево-кремниевых металлов. Швы обладают высокой коррозионной стойкостью.
УАНА – подходят для деформированных и литейных алюминиевых сплавов.

Сварщику следует помнить, что при сварке алюминия необходимо использовать постоянный ток обратной полярности. Получаемое катодное распыление разрушает оксидную пленку. Не соблюдая это условие, пленка не будет разрушена, и выполнение сварочных работ будет крайне затруднительно.

Порядок действий сваривания инвертором:

Зачистка и обезжиривание металла.
Зафиксировать деталь, если это необходимо.
Настройка аппарата на необходимый режим сварки в зависимости от диаметра электрода, толщины свариваемой детали и скорости сварки.
Прогреть поверхность необходимо для удаления влаги, если это необходимо из-за состава алюминиевого сплава, но не более 250 о С.
Сварка производится на постоянном токе обратной полярности (это важно, не на прямой!)
Аккуратно замкнуть электрод на изделии и быстро переместить его в сварочный шов, сварку выполнять без отрыва, а электрод держать перпендикулярно сварочной ванне, чтобы не образовывались наплывы и брызги, т. к. алюминий достаточно быстро плавится.
После окончания сварки деталь должна остыть, потом отбить шлак и осмотреть сварочный шов, при необходимости он зачищается от оксидной пленки и накладывается следующий слой.

Сваривание алюминия полуавтоматом MIG (аргоном)

Самый распространенный метод сваривания алюминия – полуавтоматом. В сварочный пистолет одновременно подаются сварочная проволока в качестве электрода и защитный газ. Полуавтоматы стали доступными для потребителей, благодаря снижению своей стоимости.

Примерная стоимость полуавтоматов для сварки на Яндекс.маркет

Наиболее практичен в использовании газ аргон. Возможно использование смеси аргона и гелия. Для данного способа также желательна зачистка поверхности порошковым флюсом.

Требования к сварке:

ровный канал, по которому будет проходить проволока. Идеально, если подающий канал изготовлен из тефлона;
механизм подачи должен работать без рывков, то есть механически минимально воздействовать на поверхность проволоки;
прекращение подачи газа должно быть не одновременным с отключением тока, а с задержкой на 5-7 секунд.

Высокая скорость сварки требует от мастера хорошей подготовки, поэтому рекомендуется тренировка, особенно если работу необходимо провести на тонких изделиях.

Правда ли так надежна пайка алюминия проволокой? Давайте проверим

Сварить алюминий не так сложно, как вы думаете. Оказывается, вы можете сварить алюминий без всякой аргоновой сварки! Теперь, чтобы запаять детали из алюминия, будь то радиатор, рама велосипеда или ваша любимая кастрюля, не придется искать специализированную мастерскую и отдавать большие деньги. Теперь все можно спаять дома! Но так ли все надежно это соединение?

Соединение получается не хуже сварного. И уж точно надежней любой холодной сварки. Для достижения идеальных результатов нужна практика. Потратьте немного времени и потренируйтесь на любых обрезках алюминиевых труб и результат не заставит себя ждать.

Для сварки мне понадобилось:

Горелку я покупал у себя в магазине, но можно также заказать в Китае. Мне попалась горелка, предназначенная специально для пайки низкотемпературными припоями. Температура нагрева 1300 градусов Цельсия. Горелку покупал за 8 долларов.

Пайка алюминия своими руками

Прежде чем паять сломанную деталь, настоятельно советую попрактиковаться на обрезках трубок. Вам нужно научиться понимать, когда деталь достаточно прогрелась что бы ее можно было паять и в тоже время, нужно не перегреть деталь. Иначе ее можно пропалить.
Я тренировался на обрезке трубки 8 мм. Сделал 2 пропила и принялся варить. Первая попытка не удалась. Я перегрел деталь и пропил превратился в крупную дыру.

Вторая попытка была удачнее. Правда остались небольшие наплывы на трубке. При желании, их можно легко зачистить наждачной бумагой.

Теперь попробую более сложный вид спайки. Попробую спаять 2 трубки. Для этого разрезал трубку под углом и зафиксировал в тисках.

После сварки я зачистит угол от остатков флюса и наплывов алюминия. Получилось достаточно красивое соединение.

Трубку удалось разорвать. Нижний шов я прогрел слабо, а вот верхний оказался крепким орешком. Трещина пошла не по шву, а ушла в сторону.

Дальше попробую заварить профильную алюминиевую трубу. Стенки у нее толще чем у предыдущей трубки, поэтому прогревать ее нужно дольше.

Я слабо прогрел профиль и поспешил нанести припой. В результате получились вот такие страшные наплывы.

Тогда я увеличил мощность горелки и еще немного прогрел припой. И вот тогда он весь растекся по детали и заполнил пропил.

Шов получился отличный. Если зачистить более мелкой наждачкой, то он станет практически незаметным.
Напоследок, решил попробовать запаять стальные винт и гайку.

Я попробовал открутить гайку пассатижами. В итоге только слизал всю резьбу болта, а гайка так и не сдвинулась с места.

При пайке я заметил, что по цвету пламени можно определить прогрелась деталь или нет. Пламя у горелки синего цвета, а когда деталь прогревается, пламя становится красным. В этот момент лучше всего наносить припой.
Способ мне очень понравился. Лично я, когда узнал о таком простом и доступном способе пайки был невероятно удивлен. Появились новые задумки для моих самоделок.
Берите способ на вооружение и пользуйтесь друзья! До новых встреч!

Смотрите видео

Пайка алюминия паяльником и газовой горелкой

Существует распространенное убеждение, согласно которому невозможно паять или лудить алюминий (а также сплавы на его основе) не имея для этого спецоборудования.

В качестве аргумента приводится два фактора:

при контакте с воздухом на поверхности алюминиевой детали образуется химически стойкая и тугоплавкая оксидная пленка (AL₂O₃), в результате чего создается препятствие для процесса лужения;
процесс пайки существенно осложняется тем, что алюминий расплавляется при температуре 660°С (для сплавов это диапазон в пределах от 500 до 640°С). Помимо этого металл теряет прочность, когда в процессе нагрева его температура поднимается до 300°С (у сплавов до 250°С), что может вызвать нарушение устойчивости алюминиевых конструкций.

Учитывая приведенные выше факторы, осуществить пайку алюминия обычными средствами действительно невозможно. Решить проблему поможет применение сильнодействующих флюсов, в сочетании с использованием специальных припоев. Рассмотрим подробно эти материалы.

Припой

Обычно в качестве основы легкоплавкого припоя используются: олово (Sn), свинец (Pb), кадмий (Cd), висмут (Bi) и цинк (Zn). Проблема в том, что алюминий в этих металлах практически не растворяется (за исключением цинка), что делает соединение ненадежным.

Применив флюс с высокой активностью и проведя должным образом обработку мест соединения, можно использовать припой на оловянно-свинцовой основе, но лучше отказаться о такого решения. Тем более, что паянное соединение на основе системы Sn-Pb обладает низкой устойчивостью к коррозии. Нанесение лакокрасочного покрытия на место пайки позволяет избавится от этого недостатка.

Для пайки алюминиевых деталей желательно использовать припой на основе кремния, меди, алюминия, серебра или цинка. Например 34A, который состоит из алюминия (66%), меди (28%) и кремния (6%), или более распространенный ЦОП-40 (Sn – 60%, Zn – 40%).

Припой отечественного производства – ЦОП-40

Заметим, что чем больше процентное содержание цинка в составе припоя, тем прочнее будет соединение и выше его устойчивость к коррозии.

Высокотемпературным считается припой, состоящий из таких металлов, как медь, кремний и алюминий. Например, как упомянутый выше отечественный припой 34A, или его зарубежный аналог «Aluminium-13» , в котором содержится 87% алюминия и 13% кремния, что позволяет осуществлять пайку при температуре от 590 до 600°С.

«Aluminium-13» производства компании Chemet

При выборе флюса необходимо учитывать, что не каждый из них может быть активным к алюминию. Мы можем порекомендовать использовать в таких целях продукцию отечественного производителя – Ф-59А, Ф-61А, Ф-64, они состоят из фторборатов аммония с добавлением триэтаноламина. Как правило, на пузырьке есть пометка – «для алюминия» или «для пайки алюминия».

Флюс отечественного производства

Для высокотемпературной пайки следует приобрести флюс, выпускаемы под маркой 34А. Он состоит из хлористого калия (50%), хлорида лития (32%), фторида натрия (10%) и хлористого цинка (8%). Такой состав наиболее оптимален, если производится высокотемпературная пайка.

Рекомендуемый флюс для паки при высокой температуре

Подготовка поверхности

Прежде чем начинать лужение, необходимо выполнить следующие действия:

обезжирить поверхность при помощи ацетона, бензина или любого другого растворителя;
удалить оксидную пленку с места, где будет производится пайка. Для зачистки используется наждачная бумага, абразивный круг или щетка с щетиной из стальной проволоки. В качестве альтернативы можно применить травление, но эта процедура не так сильно распространена в силу своей специфичности.

Следует учитывать, что полностью оксидную пленку удалить не получится, поскольку на очищенном месте моментально появляется новое образование. Поэтому зачистка производится не с целью полного удаления пленки, а для уменьшения ее толщины, чтобы упростить флюсу задачу.

Нагрев места пайки

Для пайки небольших деталей можно воспользоваться паяльником мощностью не менее 100Вт. Массивные предметы потребуют более мощного нагревательного инструмента.

Паяльник мощностью 300 Вт

Наиболее оптимальный вариант для нагрева – использование газовой горелки или паяльной лампы.

Простая газовая горелка

При использования горелки в качестве нагревательного инструмента следует учесть следующие нюансы:

нельзя перегревать основной металл, поскольку он может расплавиться. Поэтому в процессе необходимо регулярно контролировать температуру. Делать это можно, касаясь припоем нагреваемого элемента. Расплавление припоя даст знать, что достигнута необходимая температура;
не следует использовать кислород для обогащения газовой смеси, поскольку он способствует сильному окислению металлической поверхности.

Инструкция по пайке

Процесс пайки алюминиевых деталей не имеет своих отличительных особенностей, он осуществляется также как со сталью или медью.

Алгоритм действий следующий:

обезжиривается и зачищается место пайки;
производится фиксация деталей в нужном положении;
нагревается место соединения;
прикасаются стержнем припоя (содержащим активный флюс) к месту соединения. Если используется безфлюсовый припой, то для разрушения пленки оксида наносится флюс, после чего трут твердым куском припоя по месту пайки.

Для разрушения пленки оксида алюминия также используется щетка со щетиной из стальной проволоки. При помощи этого простого инструмента производят растирание расплавленного припоя по алюминиевой поверхности.

Что делать при отсутствии нужных материалов?

Когда нет возможности подготовить все необходимые для пайки материалы, можно использовать альтернативный способ, при котором применяется припой на оловянной или оловянно-свинцовой основе. Что касается флюса, то он заменяется канифолью. Чтобы не образовывалась новая пленка оксида алюминия на месте старой, зачистка производится под слоем расплавленной канифоли.

Паяльник, помимо своего прямого назначения, будет использоваться как инструмент, разрушающий оксидную пленку. Для этого на его жало надевается специальный скребок. Увеличить результативность процесса можно, добавив в канифоль металлических опилок.

Процесс производится следующим образом:

нагретым луженым паяльником расплавляют канифоль в месте пайки;
когда канифоль полностью покрывает поверхность, начинают тереть об нее жалом паяльника. В результате этого металлические опилки и жало разрушают пленку оксида алюминия. Поскольку слой расплавленной канифоли не позволяет проникать воздуху к алюминиевой поверхности, на ней не образовывается оксидная пленка. По мере того, как производится разрушение пленки, будет происходить лужение детали;
когда процесс лужения завершен, детали соединяют и прогревают, пока не будет достигнута температура плавления припоя.

Необходимо предупредить, что процесс пайки алюминия без специальных материалов – довольно хлопотный процесс без гарантии успешного завершения. Поэтому лучше не тратить на такую работу свои силы и время, тем более, что качество и надежность такого соединения будут сомнительными.

Гораздо проще купить активный флюс и высокотемпературный припой, при помощи которых пайка алюминия даже в домашних условиях не вызовет затруднений.

Как паять алюминий?

Изначально важно отметить, что речь пойдет о металле, основными эксплуатационными показателями которого являются легкость и гибкость. Для многих актуален ответ на вопрос, как правильно и качественно паять алюминий – это объясняется одним уникальным свойством материала, а именно образованием оксидной пленки. С одной стороны, это увеличивает привлекательность алюминия в качестве сырья, но в то же время создает определенные проблемы при соединении деталей, выполненных из него.

Особенности пайки

Изначально следует напомнить, что пайка представляет собой один из эффективных способов создания неразъемных, надежных соединений элементов, выполненных из металлов. Важно при этом учесть, что в течение достаточно длительного времени технология характеризовалась сравнительно низкой производительностью. Параллельно акцентировалось внимание на том, что прочность соединений оставляет желать лучшего. Именно с учетом этих ключевых факторов описываемый тип пайки не получил широкого применения в промышленных масштабах.

На сегодняшний день существует мнение, сторонники которого утверждают, что паять и лудить рассматриваемый металл и его сплавы невозможно без использования специального оборудования. Доказательством подобных утверждений являются следующие аргументы.

На поверхности любых алюминиевых деталей при их контакте с воздухом неизбежно формируется оксидная пленка, имеющая формулу AL2O3. Ее главные характеристики – это химическая устойчивость и тугоплавкость. Именно эти свойства создают существенные проблемы в процессе соединения алюминиевых элементов конструкций и ремонте изделий.
Описываемый процесс также сильно осложняется из-за свойств самого металла. Все дело в том, что он начинает плавиться при температуре, достигающей 660 градусов Цельсия. При этом в ситуациях со сплавами на его основе температурный показатель варьируется в пределах от 500 до 600 градусов. Параллельно следует учесть, что при температуре металла 300 градусов, а сплавов – 250 градусов они существенно утрачивают свою прочность, что может в итоге крайне негативно отразиться на эксплуатационных показателях монтируемых конструкций.

С учетом всего перечисленного, можно сделать вывод, что стандартными методами выполнить качественную пайку алюминия практически невозможно.

Выходом в подобных ситуациях будет применение специальных сильнодействующих флюсов в тандеме с припоями, имеющими соответствующие свойства.

Способы

Многих интересует возможность применения аргона, холодной сварки, а также низкотемпературной и газопламенной технологий. Пайка отдельных конструктивных элементов и изделий осуществляется при помощи обычных паяльников, горелок, а также хорошо известных многим паяльных ламп. На данный момент можно выделить 3 основных варианта создания подобных соединений, а именно:

с применением канифоли в качестве флюса;
при помощи припоев с разной основой;
электрохимический процесс.

Первый способ актуален преимущественно для соединения поверхностей небольших площадей. Чаще всего таковыми являются провода и кабели, спаиваемые участки которых на этапе подготовки требуется максимально качественно обработать и залудить, создав соответствующий слой канифоли. Допускается применение раствора упомянутого типа флюса в диэтиловом эфире. Данный метод предусматривает добавление средства без отрыва жала паяльника.

Важно учитывать, что его мощность при спаивании тонких проводов может составлять 50 Вт, а при толщине в 1 мм – 100 Вт.

Пайка с применением припоев достаточно широко используется в современной электротехнике, а также в процессе ремонта автомобилей и изделий из алюминия. На первоначальном этапе необходимо покрыть соединяемые места деталей сплавом. Речь идет об обязательном лужении данных частей непосредственно перед их спаиванием.

Электрохимический метод – это процедура, выполнение которой требует наличия специальной установки, предназначенной для создания гальванического покрытия. Данное оборудование позволяет выполнять омеднение поверхностей соединяемых элементов. Если такая установка отсутствует, то, в принципе, создать необходимый слой можно самостоятельно. В домашних условиях на предварительно зачищенную наждачной бумагой область наносится медный купорос. Следующий шаг – это подключение к обрабатываемой детали или изделию минусового полюса источника питания.

В качестве независимого источника энергии вполне можно использовать батарейку, АКБ и даже выпрямители. К плюсовому выводу при этом подключают электрод в виде зачищенного медного провода, сечение которого составляет около 1 мм. Его следует расположить на изолированной поверхности (подставке). В результате электролиза на обрабатываемые детали оседает медный слой.

Читайте также: